1实验目标概述

本次实验训练抽象数据类型（ADT）的设计、规约、测试，并使用面向对象编程（OOP）技术实现ADT。具体来说：针对给定的应用问题，从问题描述中识别所需的ADT；设计ADT规约（pre-condition、post-condition）并评估规约的质量；根据ADT的规约设计测试用例；ADT的泛型化；根据规约设计ADT的多种不同的实现；针对每种实现，设计其表示（representation）、表示不变性（rep invariant）、抽象过程（abstraction function）使用OOP实现ADT，并判定表示不变性是否违反、各实现是否存在表示泄露（rep exposure）；测试ADT的实现并评估测试的覆盖度；使用ADT及其实现，为应用问题开发程序；在测试代码中，能够写出testing strategy并据此设计测试用例。

2实验环境配置

在 Eclipse IDE 中安装配置 EclEmma（一个用于统计 JUnit 测试用例的代码覆盖度的 plugin）直接从Eclipse Market下载安装即可。
在这里给出你的GitHub Lab2仓库的URL地址（Lab2-学号）。
https://github.com/ComputerScienceHIT/Lab2-1183710129

3实验过程

3.1Poetic Walks

该任务主要是实验一个图的模块，并基于此使用。
(1)完善Graph接口类，并运用泛型的思想，将String拓展为泛型L类；
(2)实现Graph类的方法：add、set、remove、vertices、sources、targets；
(3)利用实现的Graph类，应用图的思想，实现GraphPoet类，如果输入的文本的两个单词之间存在桥接词，则插入该桥接词；若存在多个单一桥接词，则选取边权重较大者。

3.1.1 Get the code and prepare Git repository从https://github.com/rainywang/Spring2020_HITCS_SC_Lab2/tree/master/P1获取初始代码

Git命令：
git init
git remote add origin [email protected]:ComputerScienceHIT/Lab2-1183710129.git pull origin master
git add .
git commit -m “init”
git push origin master

3.1.2 Problem 1: Test Graph

这部分主要是针对Graph设计测试策略，编写测试用例主要利用等价类划分的思想进行测试，测试策略如下：

编写覆盖以上条件的测试用例。

3.1.3 Problem 2: Implement Graph

3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph

1.实现Edge

Fileds	作用
private final L source;	起始节点
private final L target;	目标节点
private final int weight;	边权值

Method	作用
public L getsource()	返回有向边起始节点
public L gettarget()	返回有向边目标节点
public int getweight())	返回边权值
public String toString()	使用@Override注释toString以确保正确覆盖Object方法的toString方法

2.实现ConcreteEdgeGraph

Method	作用
public boolean add(L vertex)	调用vertices.add，其返回结果为boolean且满足spec定义。
public int set(L source, L target, int weight)	输入source，target，weight，确定一条有向边。具体做法：如weight！=0，移去可能已经存在的边，然后加入新的边，如weight=0.寻找可能已经存在边并删除。
public boolean remove(L vertex)	从vertices中删去，传入的参数vertex点，遍历edges，寻找是否有边的起点或者是终点是该vertex，删去。注意在使用迭代器遍历时要使用iterator.remove方法保证安全。
public Set vertices()	返回vertices集合
public Map<L, Integer> sources(L target)	根据传入的target参数寻找以targe为终点的边。返回一个键值对为（点，权重）的map。
public Map<L, Integer> targets(L source)	根据传入的source参数寻找以source为起点的边。实现同上。

关于AF,RI和rep exposure：

3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph

1.实现Vertex

Field	作用
private final L name	节点名字
private final Map<L, Integer>sources = new HashMap<>()	所有以name为目标节点的边，<起始节点name,边的权重>.
private final Map<L, Integer>targets = new HashMap<>()	所有以name为起始节点的边，<目标节点name,边的权重>

Method	作用
public L getname()	返回该节点的name
public Map<L, Integer> getsources()	根据传入的target参数寻找以targe为终点的边。返回一个键值对为（点，权重）的map。
public Map<L, Integer> gettargets()	根据传入的source参数寻找以source为起点的边。实现同上。
public boolean removesource(L source)	检查输入满足source!=null，调用sources.remove，并返回（不存在则返回false）。
public boolean removetarget(L target)	检查满足target!=null。调用targets.remove()，返回。
public boolean setsource(L source, int weight)	检查输入满足source!=null，weight>=0。当weight==0时，调用this.removeSource，当weight>0时，调用Map.put修改source并且记录初始值。
public boolean settarget(L target, int weight)	检查输入满足target!=null,weight>=0，当weight=0时，调用this.removeTarget，当weight>0时，调用targets.put并返回（不存在则返回false）。

2.实现ConcreteVerticeGraph

Method	作用
public boolean add(L vertex)	检查输入满足vertex!=null。遍历点集vertices,若已存在vertex则返回false,否则调vertices.add并返回true
public int set(L source, L target, int weight)	遍历点集,分别检查vertices中是否存在source vertex和target vertex,若均不存在则调用vertices.add并调用source.setTarget和target.setSource设置边和权值,
public boolean remove(L vertex)	检查输入满足vertex!=null。如果输入节点不存在则返回false，否则，遍历vertices中的每一个节点调用v.remove在targes和sources中删除该节点。
public Set vertices()	遍历点集,找到Label与vertex相同的点并加入Set中,最后返回Set。
public Map<L, Integer> sources(L target)	遍历点集.如果没有target则返回空集合，否则调用targetVertex.getSources(target)
public Map<L, Integer> targets(L source)	遍历点集如果没有target则返回空集合，否则调用sourceVertex.getTargets(source)

关于AF,RI和rep exposure：

3.1.4 Problem 3: Implement generic Graph

3.1.4.1 Make the implementations generic

将两个实例类中的所有String类的参数替换为泛型的参数（声明、函数参数、返回值、rep）

3.1.4.2 Implement Graph.empty()

修改Graph.empty为：

这里以ConcreteEdgesGraph作为Graph默认的实例类，也可以用ConcreteVerticesGraph，二者是等价的
使用Double类进行泛型测试，测试图为：

测试结果为：

3.1.5 Problem 4: Poetic walks

3.1.5.1 Test GraphPoet

关于测试策略：

具体测试：

3.1.5.2 Implement GraphPoet

public GraphPoet(File corpus)	打开文件，读取文件输入，识别序列，构建图结构。具体：利用BufferedReader.readLine方法读取全部输入后用string.split以空格划分，保存在数组中，随后每次取相邻元素，在图中新增边。
public String poem(String input)	还是利用相同方法分割输入字符串，声明一个StringBuilder保存返回结果。每次读取一个词，然后以当前词为source，下一个词为target，在graph中寻找符合此条件的边，记录权值，结束后选择权值最大的，利用StringBuilder. Append方法，将节点名字加入字符串。
public String toString()	调用ConcreteEdgesGraph的toString方法，输出图结构

关于AF,RI和rep exposure：

3.1.5.3 Graph poetry slam

原始数据是网上的一篇作文。

3.1.6 Before you’re done

请按照http://web.mit.edu/6.031/www/sp17/psets/ps2/#before_youre_done的说明，检查你的程序。
如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab2仓库。
git add .
git commit -m “xxx”
git push -u origin master
在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。

3.2 Re-implement the Social Network in Lab1

继承P1中ConcreteEdgesGraph或者ConcreteVerticesGraph类 实现FriendshipGraph，通过基本操作实现FriendshipGraph中addVertex，addEdge和getDistance三个接口，要求不能修改父类rep。

3.2.1 FriendshipGraph类

将以前的邻接表结构改为新的有向图结构。
声明：

作为存放person点的有向图，这里采用ConcreteVerticesGraph这一实现，更加符合我们对关注的是每一个“人”的抽象。

Method	作用
public boolean addVertex(Person e)	遍历父类的vertices()，如果存在一个元素的name域与Person的name域相等，证明这个点已经存在，输出提示，否则调用父类的add(person)将该点加入
public void addEdge(Person p1, Person p2)	先调用父类的set(p1,p2,1)，如果返回值为0证明这两个点之间不存在边，否则证明这两个点之间已经有边存在，输出提示
public int getDistance(Person p1, Person p2)	使用BFS算法求p1与p2之间的最短距离，BFS需要遍历邻居节点时调用父类接口的targets(p1)就可以获得p1的所有邻居节点。
public Setpersons()	copy一份vertices，存储图中所有的顶点，即关系网络中的所有人。
public static void main(String[] args)	与Lab1相同

3.2.2 Person类

由于继承了ConcreteVerticesGraph，所以可以调用父类的rep和function，因此Person类就不需要过多的修饰。

3.2.3 客户端main()

Lab1实验手册给出。

3.2.4 测试用例

与Lab1相同。

3.2.5 提交至Git仓库

如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab2仓库。
git add .
git commit -m “xxx”
git push -u origin master
在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。

3.3 Playing Chess

3.3.1 ADT设计/实现方案

1.Position（mutable）

Method	作用：
public boolean set(int x, int y)	修改位置的横纵坐标
public int getX()public int getY()	得到横纵坐标

2.Piece（mutable）

Method	作用：
public String Name()	得到棋子的名字
public Color color()	得到棋子的颜色
public Piece clone()	返回一个与该棋子具有相同属性的不同棋子

3.Player(mutable)

Method	作用：
public String Name()	得到玩家的名字
public Color color()	得到玩家的颜色
public boolean addpiece(Piece e)	该玩家获得一枚棋子
public void addstep(String step)	添加一步到该玩家的走棋历史中
public List History()	得到该玩家的走棋历史
public Set pieces()	得到该玩家所拥有的棋子

4.Board(mutable)

Method	作用：
public int size()	得到棋盘的大小
public Piece[][] pieces()	得到棋盘上棋子的分布
public void set(Piece piece, Position point)	向该棋盘上指定位置上放置一枚棋子
public Piece get(Position s)	获得棋盘上某位置的状态

5.Actions(interface)

Method	作用：
public boolean CreatePlayer(String name)	创造一个不重复的新玩家
public boolean Detach(Position point)	移除棋盘上指定位置上的棋子
public Board board();	得到棋盘的状态
public boolean Islegal_Position(Position point);	判断一个坐标是否在该棋盘上
public void Skip();	放弃此回合
public Piece Query(Position s);	查询某个位置的占用情况（空闲，或者被某一方的什么棋子所占用）
public int Calculate(Player player);	计算玩家在棋盘上的棋子总数
public Player GetPlayer1();	返回玩家1的对象
public Player GetPlayer2();	返回玩家2的对象

6.InternationalChess（实例类）

提前初始化国际象棋的棋子

Method	作用：
public boolean Move(Position s, Position t)	将s上的棋子移动到t上
private boolean Rule(Piece E, Position s, Position t)	判断国际象棋各个兵种行棋的步骤是否符合规则

7.ChineseGo(实例类)

Method	作用：
public boolean Place(Position s)	将s上的棋子移动到t上

3.3.2 主程序MyChessAndGoGame设计/实现方案辅之以执行过程的截图，介绍主程序的设计和实现方案，特别是如何将用户在命令行输入的指令映射到各ADT的具体方法的执行。

（1）主函数：

运行过程：

（2）以国际象棋为例
（3）根据不同选项进行不同操作的函数，查询和计算不会轮换对手

（4）程序结束，打印双方走棋历史

3.3.3 ADT和主程序的测试方案

1.ActionsInstanceTest

Test	策略：
@Test(expected=AssertionError.class)	make sure assertions are enabled with VM argument: -ea
public void test_CreatePlayer_GetPlayer()	有重复玩家、无重复玩家
public void test_Detach()	有无棋子、坐标在棋盘内、坐标不在棋盘内

2.BoardTest

Test	策略：
public void test()	检查棋盘大小是否相等、在棋盘上放置棋子，看能否得到正确的棋子

3.PieceTest

Test	策略：
public void test()	判断名字、颜色是否相等，该棋子和它的克隆不相等

4.PlayerTest

Test	策略：
public void test()	检查玩家名字，颜色是否相等，添加棋子重复和不重复，能否得到正确的走棋历史

5.PositionTest

Test	策略：
public void test()	能够得到正确的横纵坐标，检查toString